ТОПы на столе у президента

07:59 — 09.02.2016

ТОПы на столе у президента

Автор фото: Николай Бравилов

ТОПы на столе у президента

07:59 — 09.02.2016

В конце каждого года в академических институтах на конкурсной основе определяются наиболее интересные результаты. Они направляются в РАН, а лучшие из них попадают в ежегодный доклад, подготовленный для президента страны. По результатам 2015 года в топ-листе представлено четыре разработки сотрудников ИПФ РАН.

Подробности у директора ИПФ РАН, члена-корреспондента Российской академии наук Александра Сергеева.

Мегаватт для ИТЕРа

Первый результат связан с участием России в международном проекте строительства установки для управляемого термоядерного синтеза ИТЕР. Российский вклад, а это 10 процентов от общей стоимости, обеспечивается, в том числе, поставками гиротронов, источников излучения для нагрева плазмы (проект был разработан около полувека назад именно в нашем городе, так что мы всегда были мировыми лидерами в этом вопросе).

Институт предложил ИТЕРу гиротроны мощностью более одного мегаватта. Летом прошлого года международная комиссия ИТЕР приняла прототип, дав положительное заключение для производства приборов. Сейчас нам совместно с компанией «Гиком» предстоит построить несколько десятков установок. Этот результат, помимо научно-технологической компоненты, имеет в настоящий момент важное геополитическое значение для российской науки.

Компьютерам нужны алмазы

Второй проект касается алмазной электроники. Учёные ИПФ РАН более 20 лет занимаются их искусственным выращиванием. А в прошлом году мы подошли к созданию первых элементов алмазной электроники. Алмаз как вещество обладает несколькими преимуществами по сравнению с используемым сегодня кремнием. Во-первых, в природе нет более теплопроводящего вещества. Скорость современных электронных устройств ограничена тепловыделением, возникающим из-за идущих в них процессах. Чем выше частота процессов, тем больше нагрев. Алмазные подложки обеспечивают быстрый теплоотвод, а значит и скорость. Во-вторых, алмаз более электростойкий материал. Но чтобы он стал по-настоящему конкурентным, нужно чтобы в процессе роста кристаллов внутри них образовывалась структура, обладающая проводящими свойствами. Иначе говоря, необходимо вырастить алмаз, легированный слоями, обладающими электропроводящими свойствами. В науке он называется дельта-легированным. Сотрудники института в прошлом году получили первые такие кристаллы в нашей стране с очень хорошими свойствами.

«Реактор» в каждой клинике

Третий топовый результат – создание уникального источника нейтронов для бор-нейтрон-захватной терапии. Это одно из новых направлений в лучевой медицине. Бор обладает уникальными свойствами по поглощению нейтронов. Если в опухоль внедрить некоторое количество борсодержащего препарата, то при облучении больного потоком нейтронов именно в области опухоли будет происходить поглощение энергии. Получается очень локализованное воздействие на объект внутри биоткани. Классический метод получения нейтронов – ядерный реактор. Но ведь в каждой клинике по атомной станции не построишь!

В нашем институте разработали достаточно компактную установку, основанную на совершенно ином принципе. Речь о магнитных ловушках для плазмы, которая разогревается там с помощью гиротронов. Из ловушки вылетают протоны, которые посылаются на специальную мишень и выбивают из неё нужный нам поток нейтронов. Лабораторная опытная установка уже функционирует. Такими компактными мобильными устройствами в будущем можно будет обеспечить каждый онкологический центр.

Подчинить погоду… математике

Наконец, четвёртая разработка носит чисто фундаментальный характер. Она касается климата. Погоду сегодня можно предсказать лишь на три-четыре дня вперёд. Мол, большему сроку законы природы противоречат.

Но а в системах, имеющих очень большое число степеней свободы, самые незначительные изменения, которые нельзя предвидеть, порой способны быстро привести к глобальным переменам. Физики любят такой образ: бабочка махнула крылышками на одном конце света, а на другом – погода быстро испортилась. При анализе таких сложных систем, как атмосфера Земли, требуется другой подход. Изучив данные за многие годы в пространстве и времени, можно с помощью математической обработки найти некоторый порядок. То есть некую устойчивую зону в пространстве, которая сама как-то «дышит», ведёт себя как некое единое целое. Получается, что вместо анализа незначительных изменений мы рассматриваем нескольких крупных игроков.

Действуя таким образом, наши учёные обнаружили три глобальных пространственно-временных климатических моды нашей планеты. Это настоящее научное открытие.

Теги: Наука

439

Комментирование данного материала запрещено администрацией.